声电传感技术与仪器-一维波动 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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沈建国编 著

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出版社： 天津大学出版社

ISBN：9787561857465

商品编码：29676548184

包装：平装-胶订

开本：16

出版时间：2017-01-01

内容介绍
　　瞬态声振动和瞬态电信号的测量可以应用于无损检测、地表勘探和工程质量检测等*域，其依据的1维波动传播规律是所有检测类仪器设计的物理基础。声电换能器的原理和等效电路是测量仪器匹配电路设计的关键。《声电传感技术与仪器：1维波动》用1维有限长杆的共振特征描述了频率域波动声学的主要特点，通过多层模型描述了1维波动传播规律以及在时间域和频率域的表现，讨论了共振检测方*；并进1步将这些模型拓展到了变截面振动的描述，结合压电晶片的等效电路给出了振动系统的等效电路描述方*和导纳圆测量方*；用传输线模型讨论了1维波动在电学中的表现；*后讨论了SH波及其二维谱。读者可以利用这些规律kai展1些声电测量方*研究，获得有用信号的特征，还可以模拟、设计线圈和压电换能器。 　　《声电传感技术与仪器：1维波动》是电子科学与技术专业高年集的教科书，可goxg检测、仪表和测量专业高年集学生和研究生参考，也可goxg地表勘探、建筑质量监测行业和*声医学的工程技术人员参考。

目录
*1部分 1维波动与测量仪器 *1章 1维有限长杆振动的固有频率 *1节 1维杆振动 *二节 1维波动方程的解 第三节 系数w的确定 第四节 物理意义讨论 第五节 系数G、H的计算 第六节 二节杆的振动 第七节 应用 思考题 附录 1节杆的振动位移和应力分布计算程序 参考文献 *二章 有限长杆固有频率的应用之1：反射与透射波 *1节 物理模型*1部分 1维波动与测量仪器
*1章 1维有限长杆振动的固有频率
*1节 1维杆振动
*二节 1维波动方程的解
第三节 系数w的确定
第四节 物理意义讨论
第五节 系数G、H的计算
第六节 二节杆的振动
第七节 应用
思考题
附录 1节杆的振动位移和应力分布计算程序
参考文献
*二章 有限长杆固有频率的应用之1：反射与透射波
*1节 物理模型
*二节 计算方*
第三节 固有频率处的反射、透射系数
第四节 实际探头激发的波形及其频谱
第五节 探头频谱与固有频率——醉佳隔振厚度
第六节 薄层透声原理
思考题
附录 广义反射系数、透射系数计算程序
第三章 有限长杆固有频率的应用之二：厚度共振波
*1节 厚度共振对频谱的影响
*二节 厚度共振对波形形状的影响
第三节 厚度共振实验验证
第四节 厚度共振的应用
第五节 几何声学与波动声学
思考题
第四章 薄层的反射波和透射波
*1节 薄层的频谱与波形
*二节 薄层厚度的影响
第三节 薄层的厚度
第四节 薄层信息
思考题
专题讨论
第五章 多层介质模型的传递矩阵
*1节 传递矩阵
*二节 矩阵传递
第三节 声源与系数
第四节 波形的计算
第五节 多层模型的频谱
第六节 固体与固体之间的反射系数
第七节 共振波的形成
第八节 薄水层对波形的影响（I界面胶结差）
第九节 理论模型与测量系统设计
思考题
第六章 宽带发射、接收换能器设计
*1节 压电晶片振动的测量
*二节 宽带换能器设计
第三节 固有频率与声传播
第四节 压电晶片导纳圆测量实验
思考题
第七章 变截面变幅杆和工具头设计
*1节 变截面模型和实物
*二节 变截面振动的计算方*
第三节 固有频率计算方*
第四节 取定固有频率后各层的系数
第五节 取定频率后各层的位移和应力
第六节 计算结果
思考题
第八章 变截面压电振子的设计
*1节 变截面压电振子的结构
*二节 单个压电晶片的等效电路
第三节 晶堆的处理
第四节 起始位移的处理
第五节 固有频率计算程序
第六节 位移和应力计算程序
思考题
……
*二部分 SH波与二维谱
后记 显示全部信息

《空间感知与智能交互：微纳传感技术前沿》 内容简介 在信息爆炸的时代，我们赖以感知和理解世界的边界正以前所未有的速度被拓展。从微观粒子的精妙运动到宏观环境的复杂变化，信息的获取和解读是现代科技发展的基石。本书《空间感知与智能交互：微纳传感技术前沿》深入探讨了当前在微纳尺度下实现高精度、多维度空间感知，并以此为基础构建智能交互系统的关键技术与最新进展。它并非聚焦于单一的物理现象，而是致力于构建一个连接微观世界与宏观智能的桥梁，为读者呈现一个集传感、处理、交互于一体的立体化感知图景。 本书共分为三个主要部分，层层递进，系统性地阐述了微纳传感技术的最新理论、关键材料、精密仪器以及在智能交互领域的应用前景。 第一部分：微纳传感的物理机制与材料基础 本部分是全书的理论基石，重点在于剖析驱动微纳传感器工作的核心物理原理，并梳理支撑这些原理的关键新型材料体系。我们认识到，任何传感器的效能都离不开对其工作机制的深刻理解。因此，本部分首先从量子力学和固体物理学的基础出发，详细阐述了诸如压电效应、热释电效应、焦电效应、磁致伸缩效应、霍尔效应、隧道效应、光电效应、化学吸附诱导的电学/光学/质量变化等在微纳传感器设计中至关重要的物理现象。我们不仅解释了这些现象的宏观表现，更深入到微观层面，揭示了电子、晶格振动、分子相互作用等在产生可测量信号中的作用。 随后，本部分重点关注了推动微纳传感技术发展的新型材料。我们详细介绍了半导体纳米材料（如量子点、纳米线、二维材料如石墨烯、过渡金属硫化物等）在设计高灵敏度、低功耗传感器的潜力，探讨了它们独特的电子和光学性质如何被利用来检测微小的物理或化学变化。压电陶瓷和聚合物在新一代微加盟动器和传感器中的应用被深入分析，尤其是在能量收集和力学传感方面的进展。磁性材料，包括磁致伸缩材料和巨磁阻材料，在磁场传感和磁性微粒检测中的作用被详尽阐述。此外，生物相容性材料和智能响应材料（如形状记忆合金、液晶材料）在与生物体或复杂环境交互方面的应用潜力也被广泛讨论。本部分旨在为读者提供理解微纳传感器工作原理和材料选择的坚实理论基础。 第二部分：微纳传感器的设计、制造与仪器集成 在掌握了微纳传感的物理原理和材料基础后，本部分将视角转向如何将这些理论转化为实际的传感器件和精密的测量仪器。本部分的核心在于微纳传感器的设计理念和先进的制造工艺，以及如何将这些传感器集成到功能完备的仪器系统中。 在设计方面，我们探讨了微机电系统（MEMS）和纳米机电系统（NEMS）的设计方法学，包括器件的几何结构设计、微观流体力学/声学/电磁学的仿真分析、以及如何通过优化设计来提高传感器的灵敏度、分辨率、响应速度和稳定性。我们关注了多模态传感器的设计，即如何将多种传感原理集成到单个器件中，以获取更丰富、更准确的空间信息。例如，如何将温度、压力、湿度、加速度、角速度等信息融合到一个微型化的平台上。 在制造工艺方面，本部分详细介绍了当前主流的微纳加工技术，如光刻（光刻、紫外光刻、X射线光刻）、刻蚀（干法刻蚀如反应离子刻蚀，湿法刻蚀）、薄膜沉积（物理气相沉积、化学气相沉积）、自组装技术、3D打印技术以及原子层沉积（ALD）等。我们分析了不同工艺在制备特定材料和结构上的优势与局限，以及如何通过工艺集成来实现复杂三维微纳结构的制造。 在仪器集成方面，本部分着重讨论了如何将微纳传感器与信号调理电路、数据采集系统、微处理器以及用户界面相结合，构成一个完整的、能够进行实时数据获取、处理和显示的智能传感仪器。我们讨论了低噪声放大器的设计、模数转换器（ADC）的选择、数字信号处理（DSP）算法的应用，以及如何通过校准和标定来确保仪器的准确性和可靠性。此外，微型化和低功耗设计在便携式和嵌入式传感仪器开发中的重要性也被强调。 第三部分：空间感知与智能交互的应用前沿 本部分是全书的升华，将前两部分的技术原理和仪器实现落脚于实际的空间感知和智能交互应用。本部分重点在于展示微纳传感技术如何驱动各个领域的智能化变革，并展望未来的发展方向。 在空间感知方面，我们深入探讨了微纳传感器在高精度定位与导航中的作用，例如在惯性导航系统（INS）中用于实现自主定位，以及在环境监测中用于获取三维空间的气象、土壤、水质等信息。生物医学领域是微纳传感的重要应用场景，包括微流控芯片在细胞分析、药物筛选、体外诊断中的应用，以及植入式生物传感器对生理参数的实时监测。机器人技术对精确的空间感知有着极高的需求，本书讨论了如何利用微纳传感器构建高性能的机器人感知系统，实现对周围环境的精细建模和自主运动。虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术的发展离不开对用户空间姿态和环境信息的实时准确获取，微纳传感器是实现这一切的关键。 在智能交互方面，本部分将目光聚焦于传感器数据如何被转化为智能决策和人机交互。我们讨论了机器学习和深度学习在传感器数据融合与模式识别中的应用，如何从海量的传感器数据中提取有意义的信息，并进行预测和分类。人机交互是智能化的核心，本书探讨了如何利用微纳传感器实现非接触式人机交互（如手势识别、眼神追踪），以及可穿戴设备中的生物信号监测与反馈。智能家居和智慧城市的建设离不开遍布各处的传感器网络，本书分析了微纳传感器如何为这些系统提供实时、准确的环境感知数据，从而实现更智能化的能源管理、安全监控和交通调度。 此外，本部分还对微纳传感器与物联网（IoT）的结合进行了深入分析，探讨了如何构建大规模、分布式的传感网络，实现万物互联的智能生活。未来的发展趋势，例如柔性电子传感器、自供能传感器、生物杂化传感器以及通用人工智能（AGI）与传感器网络的融合，也被进行了前瞻性的展望。 总而言之，《空间感知与智能交互：微纳传感技术前沿》旨在为读者提供一个全面、深入、前沿的微纳传感技术知识体系。它不仅涵盖了基础的物理原理和材料科学，更详细阐述了器件设计、制造工艺以及仪器集成，最终落脚于这些技术在推动空间感知和智能交互领域变革中的关键作用。本书适合从事传感器研发、仪器设计、人工智能、机器人、生物医学工程、物联网等领域的科研人员、工程师、研究生以及相关领域的科技爱好者阅读。通过阅读本书，读者将能深刻理解微纳传感技术如何塑造我们的未来，并为相关领域的创新研究和技术开发提供灵感与指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，说实话，第一眼看上去就有点……呃，怎么说呢，有点年代感了。那种深蓝色的背景，配上那种略显生硬的白色宋体字，总让我想起大学时代那些厚重、内容翔实的教材。我原本是冲着“声电传感”这几个字来的，想着能看到一些关于前沿声波在电子设备中应用的最新进展，比如微机电系统（MEMS）传感器在生物医学领域的突破，或者新型压电材料如何实现更高的灵敏度和更宽的频率响应范围。然而，当我翻开前几页，特别是目录部分，立刻感到一丝落差。它似乎更侧重于基础物理原理的推导和传统电路理论的应用，对于那些驱动现代传感器核心技术发展的那些半导体工艺、量子效应或者机器学习在信号处理中的集成应用，着墨不多。这让我感觉，这本书更像是一本为初学者准备的入门读物，而非面向专业研究人员的深度探讨。它在宏观概念的介绍上是扎实的，但对于一个期待能在具体工程实现层面找到创新点和细节的读者来说，它提供的信息深度似乎稍显不足，更像是一份详尽的理论概览，而不是解决实际问题的工具箱。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我最感到困惑的一点是其行文逻辑和案例选择的跳跃性。作者似乎试图在非常宽泛的领域之间建立联系，但每一步的过渡都显得有些生硬和仓促。比如，在一个章节详细阐述了麦克斯韦方程组在特定介质中的应用后，下一段可能就直接跳到了某个特定工业环境下的噪声抑制方法，中间缺乏必要的桥梁和细节的铺垫。这使得我对整个知识体系的把握总是断断续续，需要频繁地翻阅前面的章节来确认某些基本假设。我期望读到的是一个层层递进、逻辑严密的论证过程，尤其是在涉及复杂的耦合效应分析时，应该有更清晰的数学建模和仿真结果对比来支撑结论。遗憾的是，书中的图表数量相对有限，且很多图示更像是示意性的，缺乏精确的量化数据支持，这大大削弱了其作为一本技术专著的说服力。对于那些追求精确工程实践指导的读者而言，这无疑是一个不小的挑战。

评分☆☆☆☆☆

从排版和校对的角度来看，这本书的质量也让人捏了一把汗。我注意到有好几处明显的笔误和公式下标的混用现象，特别是在涉及矢量和张量表示的部分，这在严谨的物理学著作中是绝对不应该出现的低级错误。更有甚者，某些关键的定义和符号在不同章节中似乎存在不一致的用法，这极大地增加了阅读的认知负荷。我不得不花费额外的精力去判断作者此刻指的是哪种特定的物理量，而不是专注于理解其背后的原理。一本严肃的技术书籍，其准确性是基石，一旦基础的文字和符号都出现了混乱，那么读者对后续更复杂的理论推导的信任度就会大打折扣。这种粗糙的制作工艺，很难让人相信其内部涵盖的复杂计算和实验数据是经过反复核验的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“仪器”部分，也就是我最初比较期待能够看到一些新颖设计的章节，给我的感觉是停留在上一个时代的产物描述上。大量的篇幅被用来介绍基于传统电磁感应原理的检测装置，以及一些经典的滤波电路设计。这当然是基础，但对于身处当下这个高度数字化的时代，我更希望看到的是集成化、小型化、以及基于新型传感器的智能解决方案。例如，关于信号采集的数字化流程描述非常简略，对于现代高性能模数转换器（ADC）的选择标准、高速数据总线的处理能力，以及嵌入式系统在实时数据处理中的应用潜力，几乎没有提及。感觉作者的知识体系可能在新世纪初就已经定型了，未能跟上电子技术，尤其是微处理器技术飞速发展的步伐。它像是一份详尽的“历史回顾”，而不是一份“面向未来的指南”。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书的风格偏向于学院派的、重理论轻应用的传统教材路线。它在基础理论的讲解上或许能为完全没有背景的读者提供一个粗略的框架认知，但其叙述的广度远大于深度，导致很多本应深入探讨的领域只是浅尝辄止。对于那些需要利用最新传感技术解决实际工程难题的工程师或研究生来说，这本书提供的直接帮助非常有限。它缺少了现代技术文档中必备的那些实用性元素：比如不同传感器的性能对比图表、常见故障排除指南、或者最新的行业标准介绍。它更像是一份安静地躺在图书馆角落里，记录着某个特定时期科学认知状态的文献，而不是一本能够激发创新思维、指导实际操作的活教材。读完后，我更多的是对自己过往知识点的梳理，而不是获取了全新的、可立即转化的知识财富。